أثناء محاولات العلماء لفهم كيفية تشكل اللبنات الأساسية للحمض النووي الريبوزي (RNA) على الأرض، أثبت إنشاء الجوانين، وهو الحرف G في رمز الحياة المكون من أربعة أحرف، أنه يمثل تحديًا خاصًا. بينما يمكن تحضير القواعد الثلاثة الأخرى للحمض النووي الريبوزي (الأدينين، A، السيتوزين، C، واليوراسيل، U) عن طريق تسخين مركب أولي بسيط في وجود محفزات طبيعية معينة، لا يمكن إنتاج قاعدة الجوانين بهذه الطريقة.
من خلال إضافة الأشعة فوق البنفسجية إلى نموذج تفاعل البروبيوتيك (ما قبل الحياة)، اكتشف باحثون من معهد جورجيا للتكنولوجيا وجامعة روما طريقة يمكن من خلالها تشكيل قاعدة الجوانين المفقودة. ووجدوا أيضًا أنه من الممكن أن تكون قواعد الحمض النووي الريبوزي (RNA) قد تم إنشاؤها بطريقة أسهل مما كان يُعتقد حتى الآن، مما يشير إلى أن ظهور الحياة على الأرض لم يكن بهذه العملية المعقدة، بعد كل شيء. ونشرت نتائج هذه الدراسة في المجلة العلمية ChemBioChem.
إن فهم نشوء الحياة هو أحد أعظم التحديات العلمية. هناك أدلة كثيرة على أن تطور الحياة مر بمرحلة مبكرة لعب فيها ربط الحمض النووي الريبي دورًا أكثر مركزية، قبل ظهور ربط الحمض النووي والإنزيمات. ركزت الجهود الأخيرة لفهم إنشاء الكائنات الحية المجهرية لبنات بناء الحمض النووي الريبي (RNA) للحياة على الفورماميد الكيميائي (H2NCOH) كمواد بداية محتملة لإعداد قواعد الحمض النووي الريبي (RNA) لأنه يحتوي على العناصر الأربعة الضرورية - الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين - وذلك بفضل ثباته ودرجة نشاطه وقلة تطايره مقارنة بالماء. وقد أظهرت المنشورات السابقة أن مكونات الحمض النووي هذه - باستثناء الجوانين - يمكن تحضيرها عن طريق تسخين الفورماميد إلى 160 درجة مئوية في وجود محفزات معدنية.
وفي المقال المنشور، أظهر الباحثون، ولأول مرة على الإطلاق، أنه يمكن تحضير الجوانين عن طريق تعريض محلول الفورماميد للأشعة فوق البنفسجية أثناء التسخين. زاد إنتاج الجوانين بشكل ملحوظ عند إضافة المعادن إلى العملية. بالإضافة إلى ذلك، زاد إنتاج الأدينين ومشتقاته القريبة (الهيبوكسانثين) بعد إضافة الأشعة فوق البنفسجية إلى عملية التسخين - زيادة بمقدار 15 مرة في إنتاج الأدينين.
"من المحتمل أن تخفف هذه النتائج من المتطلبات والتفاعلات الضرورية لنشوء الحياة، إذ ليس من الضروري أن تكون جزيئات الفورماميد على اتصال بنوع معين من الصخور أثناء التسخين في الأرض ما قبل الحيوية، إذا كان من الممكن تعريضها لأشعة الشمس المباشرة". وقال نيكولاس هود، أستاذ الكيمياء والكيمياء الحيوية بجامعة جورجيا: "أثناء التسخين".
وتوضح الدراسة أنه يمكن تحضير الجوانين والأدينين والهيبوكسانثين في درجات حرارة أقل مما تم الإبلاغ عنه سابقًا، حتى في غياب المعادن، طالما استمر التشعيع.
وأضاف أحد الباحثين: "من أجل هذه التجارب، قمنا ببناء غرفة تفاعل بسيطة للغاية تحتوي على مصدر إشعاع غير مكلف بطول موجة يبلغ 254 نانومترًا لمحاكاة الظروف التي ربما كانت موجودة في الأيام الأولى للأرض". "لم نكن بحاجة إلى أنظمة تجريبية معقدة بشكل خاص أو ليزر باهظ الثمن؛ ومع ذلك، فقد استخدمنا مطيافًا شاملاً متطورًا لتحليل تركيبة الخليط الكيميائي المعقد الناتج."
وأجرى الباحثون تجاربهم عن طريق تسخين الفورماميد إلى درجة حرارة 130 درجة مئوية - أي أقل بـ 30 درجة من التجارب السابقة - وتعريضه للأشعة فوق البنفسجية.
يوضح الباحث: "لقد سمح لنا بحثنا بالنظر في وجود نوع مختلف من "الحساء البدائي" عن ذلك الذي كان مقبولا في الماضي كمصدر لظهور الحياة". "إن استجابتنا النموذجية للبروبيوتيك مثيرة للاهتمام لأنه من المحتمل أن تكون معظم جوانب العملية موجودة على الأرض القديمة وأنها تخفف القيود الكيميائية."
ويشير الباحثون إلى أن الخزانات المائية التي تحتوي على كميات صغيرة من الفورماميد ربما كانت موجودة على الأرض القديمة. خلال فترات الجفاف والحرارة، قد يؤدي تبخر الماء منها إلى إنتاج محاليل مركزة من الفورماميد وأسطح معدنية مكشوفة مغطاة بهذه المحاليل.
ومن خلال إجراء تجارب إضافية عند 100 درجة مئوية باستخدام محاليل الماء والفورماميد، تحقق الباحثون من أن نموذج "خزان التجفيف" هذا يمكن أن ينتج محاليل الفورماميد قادرة على إنتاج نفس المركبات الموجودة في تجاربهم السابقة.
"في حين أن هناك حاجة إلى الكثير من الكيمياء لفهم إنشاء الجزيئات البيولوجية الضرورية للحياة بشكل أفضل، فإن هذه التفاعلات المباشرة التي تحدث بسبب التضخيم المتبادل للعمليات الحرارية والكيميائية الضوئية توحي لنا بأن المتطلبات الكيميائية والبيئية لخلق الحياة هي ربما أقل صرامة مما كنا نعتقد"، يلاحظ الباحث.
تعليقات 6
إلى روبين (3):
شئنا أم أبينا، فإن لغز عملية تكوين الحياة (أو على الأقل إمكانية تكوين الحياة بشكل طبيعي تماما دون الحاجة إلى أي عكازين من نوع قوة خارجية خارقة للطبيعة) يقترب من حله في أي وقت مضى. خطوات متزايدة (خطوات عملاقة بالفعل إذا نظرت إلى اكتشافات القرن الماضي).
عندما تقول "من الأفضل ألا يتم حلها على الإطلاق" أفترض أنك تقول ذلك بسبب العواقب السلبية المحتملة التي تنطوي على التحكم في هذا النوع من المعرفة. وأفترض أنك لو كنت تتخذ القرار في الوقت الذي تم فيه اختراع السكين الحجري، أو اكتشاف طريقة إشعال النار، لرفضت هذه المعرفة من نفس الحجة. ولحسن الحظ بالنسبة لنا، فإن الشخص الذي كان يدير العمل في تلك الأيام كان يعتقد أن المعرفة، على الرغم من المخاطر المحتملة التي تنطوي عليها (مثل استخدام سكين الحجر لقطع جار مزعج أو حرق كوخ من القش من إشعال النار بلا مبالاة) لا تزال موجودة وهو أمر إيجابي، إن لم نقل ضروري، في النهاية لذلك، وبصرف النظر عن الإفصاحات، فإننا نتحمل أيضًا مسؤولية تقليل المخاطر والأضرار المحتملة التي قد تحدث مع أقلامه. لقد أثبت الإنسان عبر التاريخ أنه قادر على صدم الأشياء بفجورها، وذلك أيضاً دون الحاجة إلى تكنولوجيا متقدمة بشكل خاص، وهو ما يعني على الأرجح أن المشكلة ليست في التكنولوجيا أو المعرفة نفسها...
الطريقة الوحيدة للتعامل مع المخاطر المحتملة التي تثيرها المعرفة الجديدة هي التحقيق والتعرف على هذا المجال قدر الإمكان، ومن ناحية أخرى، فإن نهج إغلاق العينين هو الأكثر خطورة لأنه بمجرد أن نفهم أن الحصول على هذه المعرفة ممكنة، إنها مسألة وقت فقط حتى يتم الحصول على هذه المعرفة (ما لم يكن نعم، سيكون العالم كله مجمعًا ويتعاون بشكل كامل دون استثناء، وهو أمر من الواضح أنه غير موجود حتى في أشياء أبسط بكثير) ومن هذه النقطة رأي أود أن أكون أول من يعرف الأشياء وليس الأخير بعد فوات الأوان. الجهل هو نوع من السجن وهو ترف في هذا العالم. أنا بالتأكيد أوافق على ضرورة توخي الحذر الشديد في المجالات التي يمكن أن يكون لها تأثير بعيد المدى على وجودنا، لكنني لا أتفق مع طريقة التفكير التي ترى أننا أضعف أو أغبياء من أن نفهم كيف نعيش العالم. في الأعمال. ادرس التفاصيل بعناية حتى تتمكن من التمييز بوضوح بين الشياطين الموجودة في الخزانة والتي يجب أن تحرس منها وأي الشياطين الموجودة في رأسك والتي يجب أن تحرس منها على الأقل.
روبن ،
أنا لا أتفق مع موقفك. أنماك:
أولاً: التقدم العلمي من أي نوع ليس مرتبطاً بالخروج على القانون والدمار. - المقابل.
فهو حرام، ولا يمكن إيقاف البحث العلمي.
ومن جهة أخرى - وهو أمر إلزامي، وهذا ممكن - توجيه نتائج الأبحاث ومراقبة طرق استخدامها وفق مدونة أخلاقية سليمة ومن خلال اليقظة التنظيمية الكافية.
ثانياً - فيما يتعلق بمسألة دراسة أصل الحياة على مستوى المبدأ الديني:
- بالطبع، مثل كل شيء في عالمنا، هي عملية لها مبدأ العمل والتجلي الجسدي.
فهل يمكن للإنسان أن يرى في هذه العملية تعبيرا عن إرادة مقصودة أو متداخلة لكائن إلهي - كجزء من نظرة عالمية عامة ترى الواقع وكل جزء منه مجالا للحضور والإشراف الإلهي. في الواقع، يبدو أنه في أي عملية ممكنة لخلق الحياة التلقائية، يكون احتمال خلق الحياة ضئيلًا للغاية بحيث يتم إبطال البرمجة العملية للخلق التلقائي؛ ومن هذا المنطلق يمكن أن يتأثر الإنسان بظاهرة خلق الحياة ووجودها كتجلي واضح ومؤثر للحضور الإلهي والعناية الإلهية.
لكن من الواضح أن هذا لا يلغي المظهر الخارجي الكيميائي والفيزيائي للعملية. ولذلك يجب استبعاد معارضة البحث العلمي في خلق الحياة، أيضاً من الزاوية الدينية المبدئية.
روفين على حق، راجع Spider-Man 2:
"مع القوة العظيمة تأتي المسؤولية العظيمة".
لن يتم حل لغز عملية تكوين الحياة بسهولة. من الأفضل عدم حلها على الإطلاق. لأن الوحي قد يغري
قيام الشخص بإجراء تجارب فاشلة بدافع الفضول، وستكون نتائجها مدمرة.
لوقا:
شكرًا على الإكمال (وهذا يوضح أنه غالبًا ما يكون من المفيد لأولئك المهتمين البحث عن مزيد من المعلومات في المقالة الأصلية)
فورماميد:
http://en.wikipedia.org/wiki/Formamide